Papers by Ennio Peres da Silva
Este trabalho não poderia ser terminado sem a ajuda de diversas pessoas às quais presto minha hom... more Este trabalho não poderia ser terminado sem a ajuda de diversas pessoas às quais presto minha homenagem: Ao meu orientador Prof. Ennio Peres da Silva que me mostrou os caminhos a serem seguidos. A todos os colegas do Laboratório de Hidrogênio e do Curso de Planejamento de Sistemas Energéticos que ajudaram de forma direta e indireta na conclusão deste trabalho, especialmente ao Antonio José Marin Neto pela ajuda nos experimentos.
The city of Sao Paulo presents severe problems from the accelerated urbanization and from the ind... more The city of Sao Paulo presents severe problems from the accelerated urbanization and from the industrialization process. With an increasing number of vehicles in its streets, the traffic jams become more severe, causing an increase in the level of atmospheric pollutants, as well as the emission of carbon dioxide (CO 2), one of the gases that cause the global warming. The main objective of this thesis is to quantify the reduction in the emissions of CO 2 if a fleet of light vehicles with fuel cells fed by hydrogen is introduced in the city of Sao Paulo. In order to do so, it is proposed a methodology for projecting the fleet increase, as well as four scenarios for introducing the new fleet. The emissions of CO 2 associated with the hydrogen production from renewable sources of energy (wind power, hydropower, solar photovoltaic and ethanol fuel) were also determined. Form the introduction of the new fleet it was possible to obtain significant reduction in the emissions of CO 2. Another important result that was verified is the slow process of reduction in the emissions of CO 2 when a new technology is introduced if only a fraction of the vehicles is substituted. Finally, a brief discussion about the ownership of the carbon credits is presented.
Além de proporcionar à sociedade energia elétrica em quantidade e qualidade adequadas, as concess... more Além de proporcionar à sociedade energia elétrica em quantidade e qualidade adequadas, as concessionárias e permissionárias desse serviço público no Brasil devem cumprir diversas condições contratuais específicas, como realizar investimentos em pesquisa e desenvolvimento, levando, consequentemente, alguns benefícios à sociedade. Assim, esse trabalho avalia a importância dos projetos de pesquisa e desenvolvimento das empresas do setor elétrico na capacitação profissional, através de análises comparativas com projetos realizados no âmbito da UNICAMP e agências de fomento (CNPq, CAPES e FAPESP); e qualitativas, por meio de entrevistas com os gestores das concessionárias de energia elétrica e Agência Nacional de Energia Elétrica. Como resultados desta avaliação, verificou-se que os investimentos na formação de pessoal qualificado realizados através de projetos de P&D da ANEEL, na UNICAMP, entre 2001 e 2011, em relação às demais fontes de recursos para essa finalidade, são modestos, tanto em número de bolsas como em valores monetários (4% e 2% respectivamente). Verificou-se também que as empresas concessionárias de energia elétrica, bem como a ANEEL, não absorvem os mestres e doutores formados nesses programas. Observou-se ainda que esses profissionais acabaram por constituir empresas de base tecnológica e continuam atuando em projetos de P&D ANEEL. De fato, inúmeras empresas spin-off de universidades têm proposto e executado projetos juntamente com empresas concessionárias, sendo a maior parte em parcerias com as universidades de origem. Os resultados sugerem estudos futuros sobre essas empresas de base tecnológica, criadas em decorrência dos projetos de P&D ANEEL.
Dissertação apresentada ao Instituto de Física "Gleb Wataghin" como parte dos requisitos para a o... more Dissertação apresentada ao Instituto de Física "Gleb Wataghin" como parte dos requisitos para a obtEmção do grau de Mestre em Ciências. ' volume de 21 1•, e retém lO Nn de hldrogênio a l dtm e 2ouc.
Tereza Rosana Orrico Batista (1) Engenheira Sanitarista pela UFBA – Universidade Federal da Bahia... more Tereza Rosana Orrico Batista (1) Engenheira Sanitarista pela UFBA – Universidade Federal da Bahia, Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos – UNICAMP. Consultora. Eglé Novaes Teixeira Professora Doutora do Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Civil-UNICAMP. Ennio Peres da Silva Professor Doutor do Programa de Pós-Graduação em Planejamento de Sistemas Energéticos – UNICAMP, Coordenador do Laboratório de Hidrogênio – UNICAMP e do NIPE – Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético – UNICAMP
Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2009
This work presents a method to analyze hydrogen production by biomass gasification, as well as el... more This work presents a method to analyze hydrogen production by biomass gasification, as well as electric power generation in small scale fuel cells. The proposed methodology is the thermodynamic modeling of a reaction system for the conversion of methane and carbon monoxide (steam reforming), as well as the energy balance of gaseous flow purification in PSA (Pressure Swing Adsorption) is used with eight types of gasification gases in this study. The electric power is generated by electrochemical hydrogen conversion in fuel cell type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell). Energy and exergy analyses are applied to evaluate the performance of the system model. The simulation demonstrates that hydrogen production varies with the operation temperature of the reforming reactor and with the composition of the gas mixture. The maximum H 2 mole fraction (0.6-0.64 mol.mol-1) and exergetic efficiency of 91-92.5% for the reforming reactor are achieved when gas mixtures of higher quality such as: GGAS2, GGAS4 and GGAS5 are used. The use of those gas mixtures for electric power generation results in lower irreversibility and higher exergetic efficiency of 30-30.5%.
A crise do petroleo na decada de setenta e a preocupacao com as questoes ambientais nas ultimas d... more A crise do petroleo na decada de setenta e a preocupacao com as questoes ambientais nas ultimas duas decadas, em particular o aquecimento global, muitas vezes associado com a excessiva emissao de gases de efeito estufa principalmente advindos da queima de combustiveis fosseis, tem voltado a visao de muitos para a utilizacao das fontes renovaveis de energia. Dentre essas, desponta a energia solar fotovoltaica como uma das alternativas para se aproveitar a inesgotavel fonte de energia, a luz do Sol, transformando-a diretamente em eletricidade. Dentro deste panorama, este trabalho tenta contribuir para a disseminacao dessa tecnologia atraves da simulacao do fornecimento de energia obtida de um sistema fotovoltaico para uma residencia. Os dados coletados no periodo de onze meses sao analisados com o objetivo de constatar as reais condicoes de funcionamento de um sistema fotovoltaico autonomo, inserido na Regiao das Bacias dos Rios Piracicaba e Capivari, na cidade de Campinas, Sao Paulo, Brasil Abstract
Engenharia elétrica: Sistemas de energia elétrica e telecomunicações
Sistemas de energia elétrica e computação aplicada
Direitos para esta edição cedidos à Atena Editora pelos autores. Open access publication by Atena... more Direitos para esta edição cedidos à Atena Editora pelos autores. Open access publication by Atena Editora Todo o conteúdo deste livro está licenciado sob uma Licença de Atribuição Creative Commons. Atribuição-Não-Comercial-NãoDerivativos 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0). O conteúdo dos artigos e seus dados em sua forma, correção e confiabilidade são de responsabilidade exclusiva dos autores, inclusive não representam necessariamente a posição oficial da Atena Editora. Permitido o download da obra e o compartilhamento desde que sejam atribuídos créditos aos autores, mas sem a possibilidade de alterá-la de nenhuma forma ou utilizá-la para fins comerciais. Todos os manuscritos foram previamente submetidos à avaliação cega pelos pares, membros do Conselho Editorial desta Editora, tendo sido aprovados para a publicação com base em critérios de neutralidade e imparcialidade acadêmica. A Atena Editora é comprometida em garantir a integridade editorial em todas as etapas do processo de publicação, evitando plágio, dados ou resultados fraudulentos e impedindo que interesses financeiros comprometam os padrões éticos da publicação. Situações suspeitas de má conduta científica serão investigadas sob o mais alto padrão de rigor acadêmico e ético.
A preocupacao com os impactos ambientais das diversas atividades da economia tem se tornado cada ... more A preocupacao com os impactos ambientais das diversas atividades da economia tem se tornado cada vez mais forte em todo o mundo, especialmente no setor eletrico mundial, onde predomina o uso de fontes nao renovaveis. Para tentar reduzi-los, vem se propondo o incentivo ao uso de fontes renovaveis alternativas na geracao de energia eletrica, menos impactantes que os combustiveis fosseis. Como as opcoes tecnologicas de aproveitamento das fontes renovaveis alternativas ainda se apresentam, em sua grande maioria, mais caras em funcao de seu estagio de desenvolvimento, e necessario introduzir mecanismos especificos para estimular o seu uso. Assim, esta tese tem como objetivo analisar e propor procedimentos para a insercao de mecanismos regulatorios que venham a incentivar o uso de tais fontes no setor eletrico brasileiro. Neste caso, levam-se em consideracao as caracteristicas energeticas e ambientais distintas dos dois sistemas existentes no pais: o sistema interligado e os sistemas isolados. Tais caracteristicas precisam ser respeitadas, sugerindo a proposicao de mecanismos diferenciados para estes sistemas, fundamentais para os seus efetivos resultados. Alem disto, verifica-se a grande importância dos instrumentos legais referentes ao meio ambiente existentes para a regulacao desta questao no setor eletrico. Em se tratando das fontes renovaveis alternativas, especificamente das energias solar fotovoltaica, eolica e de algumas biomassas, sao apresentados as suas caracteristicas energeticas, seus respectivos impactos ambientais e os programas e projetos desenvolvidos no pais a partir de tais fontes. Somado a estas iniciativas governamentais, apresentam-se tambem os mecanismos regulatorios existentes atualmente no Brasil e em alguns paises para incentivar o uso das fontes renovaveis alternativas e as analises preliminares de sua aplicacao no sistema interligado e nos sistemas isolados, especialmente dentro do novo contexto de reestruturacao pelo qual vem passando o setor eletrico brasileiro. No caso especifico da Regiao Amazonica, onde se concentra a maior parte dos sistemas isolados, as questoes ambiental e social sao ferramentas fundamentais para a definicao de um mecanismo especifico de incentivo ao uso das fontes renovaveis alternativas de energia. Ao final, conclui-se que nao existe um mecanismo unico para incentivar o uso de fontes renovaveis alternativas no setor eletrico brasileiro como um todo. E mais que isto, no caso do suprimento do interior dos sistemas isolados, tal mecanismo devera sobrepor as questoes SOCiaiS e ambientais as questoes economicas, caminhando na direcao contraria ao modelo que se pretende para o restante do setor. Algumas recomendacoes para futuros trabalhos a serem desenvolvidos com o intuito de incentivar tais fontes tambem sao apresentadas no ultimo capitulo Abstract
Neste trabalho foram analisadas as viabilidades tecnica e economica de sistemas de roducao de hid... more Neste trabalho foram analisadas as viabilidades tecnica e economica de sistemas de roducao de hidrogenio eletrolitico utilizando energia eletrica fora do horario de ponta e, reconversao deste hidrogenio em eletricidade durante o horario de ponta utilizando celulas a combustivel. Para tanto foi construido um sistema piloto de producao e reconversao de hidrogenio com a finalidade de determinar-se as melhores condicoes de operacao e eficiencia energetica para cada componente do sistema. Os resultados obtidos foram utilizados para uma analise economica de viabilidade destes sistemas para uso industrial. Como resultados foram obtidas uma eficiencia energetica global de 16,4% e, para grandes diferencas de tarifa eletrica entre a ponta de carga e fora dela, foi encontrada a possibilidade da utilizacao desse tipo de sistema em industrias de medio e grande porte. Abstract
Tereza Rosana Orrico Batista Engenheira Sanitarista pela UFBA – Universidade Federal da Bahia, Me... more Tereza Rosana Orrico Batista Engenheira Sanitarista pela UFBA – Universidade Federal da Bahia, Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos – UNICAMP. Consultora. Eglé Novaes Teixeira Professora Doutora do Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Civil-UNICAMP. Ennio Peres da Silva Professor Doutor do Programa de Pós-Graduação em Planejamento de Sistemas Energéticos – UNICAMP, Coordenador do Laboratório de Hidrogênio – UNICAMP e do NIPE – Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético – UNICAMP
O desenvolvimento da regiao amazonica se apresenta como um desafio historico de dificil superacao... more O desenvolvimento da regiao amazonica se apresenta como um desafio historico de dificil superacao, em que pese as grandes riquezas que encerra. Na perspectiva de desenvolvimento regional, o setor energetico assume papel de extrema relevância, face ao seu potencial para impulsionar a producao de riquezas e a melhoria das condicoes de vida. Nesse sentido, o desafio que se apresenta e a exploracao dos recursos naturais sem a degradacao das condicoes ambientais para esta e para as proximas geracoes. Assim, a pesquisa desenvolvida buscou discutir as oportunidades para utilizacao racional da biomassa lenhosa na regiao amazonica para fins energeticos. Apesar da dimensao continental da regiao e da grande diversidade de setores passiveis de utilizacao de biomassa, a discussao se restringiu a tres de grande importância economica para o Estado do Amazonas, a saber: madeireiro, oleiro e eletrico. A pesquisa consistiu na obtencao de dados junto a empresas e instituicoes, alem de analises laboratoriais e tratamento dos dados tecnicos, economicos, ambientais e sociais. No setor madeireiro, foi verificada a possibilidade do aproveitamento dos residuos lenhosos para producao de energia eletrica, por parte dos empresarios. No setor oleiro, foi estudada a introducao de especies de rapido crescimento para producao de lenha, em substituicao a mata nativa. Considerando a producao de energia eletrica atraves de biomassa, foi avaliada a competitividade da geracao independente desta energia frente a tarifa praticada pela concessionaria. Nesse sentido, foi considerada a possibilidade da obtencao de subvencoes atraves da sub-rogacao da conta de consumo de combustiveis fosseis, bem como a captacao de recursos financeiros via comercializacao de creditos de carbono. De um modo geral, concluiu-se pela viabilidade da utilizacao de biomassa lenhosa na Amazonia, no contexto considerado nesse trabalho. Buscando contribuir para tornar factivel tal opcao energetica, sao apresentadas propostas de diretrizes para um uso apropriado nos setores estudados Abstract
Percebe-se, atualmente, em todo o mundo, que as grandes cidades enfrentam problemas de poluicao d... more Percebe-se, atualmente, em todo o mundo, que as grandes cidades enfrentam problemas de poluicao do ar derivados do crescimento do trafego de veiculos urbanos. Este aumento no numero de veiculos alem de ocasionar um maior consumo de combustiveis de origem fossil (nao renovavel), tambem e responsavel pela emissao de varios poluentes que impactam negativamente sobre a saude da populacao, assim como contribuem para o aumento do efeito estufa, que tem sido apontado como um dos responsaveis pela mudanca climatica global. A proposta deste trabalho e determinar quantitativamente os impactos ambientais e na matriz de consumo de combustiveis advindos da introducao de uma frota de veiculos com celulas a combustivel na cidade de Sao Paulo. Para determinar estes impactos foram construidos tres cenarios para diferentes frotas de veiculos novos, que foram comparados com um cenario tendencial de veiculos convencionais, tomando-se como ano base o ano de 2002. Os resultados obtidos demonstram tanto a reducao das emissoes de poluentes como a diminuicao das emissoes de CO2. Tambem ocorre a reducao do consumo de combustiveis de origem fossil e tambem demonstra a viabilidade do abastecimento de hidrogenio para pequenas frotas de veiculos com celulas a combustivel Abstract
Revista Tecnológica
A reforma a vapor do etanol e glicerol é uma rota interessante para a produção de H2, para isso s... more A reforma a vapor do etanol e glicerol é uma rota interessante para a produção de H2, para isso se torna necessário a síntese de catalisadores com boa atividade e viáveis economicamente. Neste cenário, catalisadores de níquel suportados em alumina (Al2O3) vêm sendo muito estudados no processo de reforma. Neste trabalho, foi sintetizado um catalisador com 30% de níquel suportado em alumina peletizada (30%Ni/Al2O3), pelo método de impregnação úmida, e caracterizado pelas técnicas de absorção atômica em chama (teor metálico), fisissorção de N2, RTP, DRX e DTP-NH3. Para os testes catalíticos, foi utilizado um reator tubular de aço inox de leito fixo, temperaturas de 450, 550 e 650 °C, velocidade espacial (WHSV) de 100 L h-1 gcat-1 e etanol ou glicerol. Nas reações o aumento da temperatura levou a uma maior produção de H2, sendo que os maiores percentuais observados foram em 650 °C. Na ausência do catalisador ou em baixas temperaturas, foi observada uma maior produção de compostos indese...
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